细胞生物学课件第九章细胞信号转导.ppt

细胞的信号转导 Cellular Signal Transduction 概 论 从海绵到人体的所有多细胞生物的体内都存在着细胞间的通讯，以协调身体各部分细胞的活动。 在高等动物中，神经系统、内分泌系统和免疫系统的运行，都离不开细胞与细胞间的信号联系。 信号转导中的一系列过程 特异的膜受体对信号刺激的识别 信号的跨膜转换 细胞内信号分子被传递给效应分子，引起细胞的活性变化 信号分子的失活引起细胞反应的终止 细胞与细胞间的信号转导，主要依赖化学分子即胞间信号分子来实现的。 通过化学信号分子 而实现对细胞的调节 及其作用过程称为细 胞信号的转导 Cellular Signal Transduction 。 神经细胞内部主要 通过电信号传递。 细胞信号转导：　　 化学信号分子也称信号转导途径中的-------第一信使 first messenger 包括激素、神经递质、药物等; 细胞表面以及细胞内部有能接受这些化学信号分子的受体recepter; 受体将信号分子所携带的信号转变为细胞内信号分子---------第二信使second messenger； 胞内信号的转导途径，最终转化为细胞的各种复杂的生物学效应。 信号分子的分类 旁分泌信号： 突触信号： 内分泌信号 自分泌信号 第一节、受　体 Receptor 一、受体的概念 多数为糖蛋白； 存在于细胞膜或细胞内； 能接受外界的信号并 将这一信号转化为细胞 内的一系列生物化学反 应 ，而对细胞的结构 或功能产生影响 配体Ligand 受体所接受的外界信号统称为配体。 受体与配体结合特性：特异性、高效性、可饱和性、可逆性。 二、受体的基本类型 生长因子类受体（酶联受体）： 存在于细胞膜上，具有酪氨酸激酶（trk）的活性。 配体闸门离子通道受体： 存在于细胞膜上，某些神经递质的受体，其本身是一种或几种离子的离子通道。 G蛋白耦联的受体: 存在于细胞膜上，神经递质、激素、肽类和胺类的受体，与G蛋白耦联。 细胞核受体: 与甾类激素结合，作为转录因子直接参与基因表达的调控 （一）受体酪氨酸激酶receptor Tyrosine Kinase, receptor trK（RPTK） 酶蛋白以跨膜结构形式存在于细胞膜上; 胞外的部分是配体结合区，起受体的作用； 细胞质一侧的部分称为激酶活性区，具有酪氨酸激酶的活性 受体酪氨酸激酶作用机制 配体与TRK结合→蛋白质构象的变化→激酶活性区的酪氨酸残基自体磷酸化→ 其他底物蛋白质磷酸化→催化细胞内的生物化学反应------- --把细胞外的信号传导到细胞内。 （二）配体闸门离子通道 N型乙酰胆碱受体 5个亚单位α2、β、γ、δ在细胞膜上共同构成一个通道； 每一个亚单位带有4个越膜区域； α亚单位上有乙酰胆碱ACh结合部位; 使终板膜Na+内流，少量K+外流，形成终板电位。 乙酰胆碱N受体（260KD） 外周型：5个亚基组成（?2???） 调节主要为?亚基变化通道开启：Na+ 内流，K+外流，膜去极化。 （三）G蛋白偶联受体 由一条多肽链组成，其中带有7个疏水越膜区域 氨基末端朝向细胞外，羧基末端则朝向细胞内基质 氨基末端有糖基化的位点，羧基末端有两个在蛋白激酶催化下发生磷酸化的位点 ，与受体活性调控有关。 当受体与相应的配体结合后，触发受体蛋白的构象改变，后者再进一步调节G蛋白的活性而将配体的信号传递到细胞内。 G蛋白 一、G蛋白－鸟苷酸结合蛋白（guanine nucleotide－binding protein） 由αβγ3个不同的亚单位构成异聚体; 具有结合GTP或GDP的能力和GTPase的活性； 其本身的构象改变可进一步激活效应蛋白effector protein，实现把细胞外的信号传递到细胞内的过程。 G蛋白的作用机制 静息状态下，G蛋白（细胞膜上）与GDP结合，与受体分离→配体与相应的受体结合时，受体蛋白构象改变→与G蛋白α亚单位接触 →α亚单位与 GTP结合→ α亚单位的构象改变，与βγ亚单位相分离 → 结合GTP的α亚单位从受体上分离并游离（调节细胞内的效应蛋白的生物学活性，实现细胞内外的信号传递）→ α亚单位分解GTP → α亚单位构象改变，与效应蛋白脱离，与βγ亚单位结合为静息状态的G蛋白。 G 蛋白的分类 GS家族：对效应蛋白起激活作用的α亚单位为αs亚单位，由此亚单位构成的G蛋白为Gs蛋白； Gi家族：抑制作用 Gq家族 cAMP信号转导系统 cAMP信号通路的组成： ①. 激活型激素受体（Rs）或抑制型激素受体（Ri）； ②. 活化型调节蛋白（Gs）或抑制型调节蛋白（Gi）； AC催化ATP -- cAMP → cAMP活化PKA →PKA磷酸化CREB→CREB结合相关